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继不同的避雷器“时代”之后下一步是什么?

日期:2019-10-21

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  像许多其他事情一样,避雷器是必不可少的。但是,尽管大多数人可能会猜测避雷器是在1800年代末电力线首次投入运营时引入的,但实际上它们是50年前出现的。实际上,它们的最初功能不是保护电力线,而是保护早期的电报线。在北美,第一个提到避雷器的是约瑟夫·亨利(Joseph Henry)的著作,他以电感的单位命名。然后,上个世纪初,第一批电力系统避雷器到达现场。

  自从早期的电源系统问世以来,在基本避雷器技术上就出现了四个不同的“时代”。例如,第一个避雷器不过是一个串联电阻的间隙。与电报连接的设备不同,处理线路上的交流电压所需的功率设备以及串联的电阻器和电感器借助间隙帮助关闭了任何浪涌。

  第二个时代看到了由铝板和电解液组成的避雷器。这样可以提供较低的钳位电压,并在脉冲后具有更好的恢复能力,但是持续时间不长。到1926年,当发现碳化硅(SiC)非常适合于协助间隙终止脉冲时,开始了第三个也是迄今为止最长的避雷器时代。

  第四和当前时代始于1967年,主要用于低压器件,日本发现了块状ZnO压敏电阻材料。到1975年,Meidensha已经推出了第一台高压MOV避雷器,其他供应商在转换为这项技术方面也紧随其后。尽管MOV时代已经跨越了近40年,但它肯定不是“单块的”。在此期间,确实有一些显着的发展和改进,包括:

  聚合物外壳:

  1987年在美国引入了用于避雷器的聚合物外壳,事实证明,这种外壳对几乎每个人都是有利的(除了陶瓷绝缘子制造商以外)。对于许多人来说,令人惊讶的是,在过去的29年中,EPR和有机硅材料作为房屋材料的性能如何。同样令人惊讶的是,避雷器外壳与聚合物绝缘子的外壳有很大的不同-主要是由于圆盘提供的坡度,在其末端没有高应力区。

  磁盘老化:

  HV MOV避雷器的第一批设计人员非常关注此特性。的确,在最初的十年中,有一些生产批次表现出长期老化-通常是由于加工错误造成的。但是,重要的压敏电阻特性已不再是现代配方的问题,并且磁盘老化现在仅是较旧设备的潜在问题。

  残余电压的改善:

  有了更好的外壳和磁盘,所有这些都得到了解决,这也许还不足为奇。间隙MOV避雷器确实可以提供一些改进,但是不幸的是,由于SiC避雷器时代的经验,人们长期以来一直对这些差距持负面态度。值得一问的是:残余电压的下一个改善来自何处?

  标准:

  最早的MOV标准于1987年和1991年出现,尽管它们变得更加复杂,但它们也得到了改进。如果避雷器设计现在可以通过所有主要避雷器标准,那么它将在使用中表现良好。也可以说,来自那些标准的聚合物外壳的环境测试已经证明了它们的价值。

  供应商数量:

  在70年代后期,美国大约有10个避雷器制造商。如今,只有三个主要供应商,其大部分生产都在国外。现在,美国高压压敏电阻的制造商数量减少到只有两个。其他市场也存在相同的行业趋势。

  避雷器尺寸:

  MOV避雷器比SiC时代的避雷器要小得多,并且,如果有的话,尺寸似乎还在不断缩小。例如,用于12 kV系统的典型MOV型配电避雷器重量不到0.5千克。重量的减少归因于更有效地生产的压敏电阻,该压敏电阻可以在较高的温度下处理更多的能量。

  传输线保护:

  在早期,传输线电涌保护不是一个选择,仅仅是因为避雷器体积太大。自引入聚合物封装的MOV避雷器以来,提高系统可靠性的机会才变得切实可行。

  系统可靠性:

  对所有动力系统的这种永恒的要求继续推动着一个完美的避雷器,该避雷器将永远不会受到保护并且永远不会失效。但是,尽管众所周知,避雷器的使用寿命很长,但对于令人满意的工作条件证明的需求却在增加。多年来,避雷器健康监控器已经变得越来越好,但是仍有进一步改进的机会。

  下一个时代?

  现在有一段时间的问题是:电涌保护的下一步是什么,还会有另一个设计时代吗?分布式太阳能,风能,燃料电池和其他技术有一天可以取代对集中式电源和庞大的架空电网的需求。如果发生这种情况,对高压浪涌保护的需求将大大减少。当然,这不可能在“一夜之间”发生。在此之前,MOV避雷器可能会继续提供最佳和最长的耐用技术。

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